Kablo ve tellerin ısı direnci ve yangın direnci, yanmaz izolasyon

Bu arada, hacmi sürekli büyüyen ve büyüyen kablolu ve kablolu iletişim olmadan modern dünyayı hayal etmek imkansızdır. Kablo yalıtımı için her zaman ideal olmayan çeşitli koşullarda elektrik kablolarının yüksek yoğunluğu, yangın riskini artırır. Örneğin ABD'de her yıl kablo yangınlarından kaynaklanan yangınlar nedeniyle eyalet ekonomisi yaklaşık 6 milyar dolar zarara uğruyor. Bu nedenle, güvenilir, yangına dayanıklı kablolar ve yanmayı yaymayan teller oluşturma sorunu giderek daha acil hale geliyor.

Bu nedenle, kablonun yangın güvenliği aşağıdaki beş gösterge ile belirlenir:

yayılmayan yanma

Yanmanın yayılmaması, alevin kesilmesinden hemen sonra kablonun kendiliğinden sönme yeteneği olarak anlaşılmaktadır. Bu gösterge, alevin sona ermesinden sonra yangında hasar gören kablonun uzunluğu boyunca ölçülebilir.

Duman optik yoğunluğu

Deneysel bir kablo örneğinin yanması sırasında ortamdaki ortamın maksimum spesifik optik yoğunluğu, bu tip kabloların yanmaları sırasındaki duman karakteristiğinin seviyesini karakterize eder. Bu parametre, böyle bir kablo açıldığında yangından etkilenen bir odada dumanın ne kadar hızlı yayıldığını yansıtır. Bu, bir yangını söndürmek için koşulları belirlemek için önemlidir.

Gaz çıkaran ürünlerin korozyon aktivitesi

Gaz çıkaran ürünlerin aşındırıcılığı ne kadar yüksek olursa, yangın hasarı da o kadar büyük olur. Gaz salan ürünlerin yüksek korozifliği ile, ateşle kaplanan bir odadaki elektrikli ekipmanlar tahrip olur. Nicel olarak, bu parametre aşağıdakilerin salınmasıyla belirlenir: hidrojen klorür, hidrojen bromür, kükürt dioksit, vb. - bu tür aktif ürünlerin miktarından.

Gaz toksisitesi

Kural olarak, gaz emisyonlarının zehirliliği yangınlarda kazalara ve can kayıplarına yol açar. Bu toksik ürünler başlıca şunlardır: amonyak, karbon monoksit, hidrojen siyanür, hidrojen sülfit, kükürt dioksit, vb.

yangın direnci

Yangına dayanıklı kablolar, açık bir alevin etkisi altında özelliklerini korur, bu gösterge, yangına dayanıklı kablonun çalışmaya devam edebileceği süre boyunca - 15 dakikadan 3 saate kadar - zamanla hesaplanır.

Kablo yalıtımı ve yangına dayanıklılık

Kablonun yangın güvenliği, esas olarak yalıtım malzemesi ve koruyucu kaplamanın yanı sıra kablonun tasarımı ile belirlenir. Yalıtım üretimi için kullanılan polimer malzemeler, aşağıdaki gibi yangın güvenliği parametreleri ile karakterize edilir:

• Yanıcılık;

• oksijen indeksi;

• Duman üretim katsayısı;

• Gaz çıkaran ürünlerin korozyon aktivitesi;

• Yanma ürünlerinin toksisitesi.

Yanıcılık

GOST 12.1.044-89'a göre, malzemelerin yanıcılığı, yani yanma yetenekleri karakterize edilir. Malzemeler farklılık gösterir: yanmaz, yanması zor ve yanıcı.

Yanıcı olmayan malzemeler genellikle havada yanamazlar. Yanıcı olmayan malzemeler hava varlığında tutuşabilir, ancak alev kaynağı ortadan kalktıktan sonra kendi başlarına yanmaya devam edemezler.

Yanıcı maddeler kendi kendine tutuşabilir ve alevin kaynağı uzaklaştırıldıktan sonra da yanmaya devam edebilir.Burada önemli olan yanıcılığa ilişkin kantitatif göstergelerin çoğu zaman kablonun yangın güvenliğini tam olarak göstermemesidir.

oksijen indeksi

Test sırasında malzemenin yanıcılığının daha doğru bir şekilde değerlendirilmesi için, nitrojen-oksijen karışımındaki minimum oksijen hacmine eşit olan ve verilen malzemenin kararlı bir şekilde yanabileceği "oksijen indeksi" kullanılır. yer. 21'den düşük bir oksijen indeksi, malzemenin tutuşabilirliğini gösterir, yani bu tür malzemeler, ateşleme kaynağı uzaklaştırıldıktan sonra bile havada yanabilir.

Duman üretim katsayısı

Yukarıda belirtildiği gibi, duman katsayısı, malzemenin test odasında veya kapalı alanda yanması sırasında dumanın optik yoğunluğunu yansıtır. Bu parametre, ışığın dumanla dolu bir boşluktan geçmesi nedeniyle aydınlatmanın zayıflamasının fotometrik olarak kaydedilmesiyle belirlenir. Örneğin, ABD Ulusal Standartlar Bürosu iki duman oranı tanımlar: için için yanan ve yanan. Farklı malzemeler için maksimum duman optik yoğunluğu belirlenir:

Gaz çıkaran ürünlerin korozyon aktivitesi

IEC tavsiyelerine göre hidrojen klorür, hidrojen bromür, kükürt oksit ve hidrojen florür içeriğine göre, gaz çıkışı sağlayan ürünlerin aşındırıcılığı değerlendirilir. Bunun için, numune bir yanma odasında 20 dakika boyunca 800 °C sıcaklığa ısıtıldığında bilinen analitik yöntemler kullanılır.

Yanma ürünlerinin toksisitesi

Yanma sırasında salınan zehirli gazların miktarı aracılığıyla, örneğin: karbon monoksit, karbon dioksit, hidrojen klorür, hidrojen florür, hidrojen bromür, kükürt oksit, nitrojen oksit ve hidrojen siyanür, yanma ürünlerinin toksisite derecesi test edilirken değerlendirilir. malzeme 800 °C sıcaklığa kadar ısıtılır. Bilinen bir gerçek: esas olarak kablo endüstrisinde PVC izolasyonlar, izolasyon için kauçuk ve polietilen kullanılmaktadır.

PVC bileşiği, moleküllerinde çift bağ bulunmayan ve klor atomlarının bulunduğu kimyasal yapısı nedeniyle en az yanıcı malzemedir.

Yangın durumunda, PVC ayrışır ve yangının yayılmasını önleyen hidrojen klorürü serbest bırakır. Ancak su veya buharla etkileşime girdiğinde, hidrojen klorür çok aşındırıcı olan hidroklorik aside dönüşür. Ek olarak, hidrojen klorür insanlar için tehlikelidir, bu nedenle yanmaz ve yanmaz kablolar için yalıtım üretiminde PVC kullanımı sınırlıdır.

Artan yangın direnci ve ısı direnci

PVC'ye inhibitörler eklenerek yangın direncini arttırmak mümkündür. Bu nedenle, fosfat plastikleştiricilerin, alev geciktiricilerin, dolgu maddelerinin kullanılması - PVC bileşiklerinin yanıcılığını azaltır. Aynı zamanda, inhibitörler hidrojen klorürü bağlayarak yanmaz bir oda şeklinde çöktürdüklerinden, yangın durumunda gaz emisyonları da azalır.

Polietilen daha yanıcıdır ve polietilen yalıtımı yanmaz hale getirmek için, değiştirilmiş bileşime dayalı olarak polietilen yalıtımın kendi kendine sönmesine katkıda bulunan alev geciktiriciler eklenir. En yaygın çözüm, antimon trioksit ve klorlu parafin karışımıdır, bu nedenle PVC'ye göre bir avantaj elde edilir - azaltılmış gaz emisyonu, azaltılmış toksisite ve insanlar için tehlike.

Kauçuk yalıtımına gelince, kauçuk en az yanıcıdır. polikloropren kauçuk, kablo kılıf malzemesi olarak yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Ateşe en dayanıklı kauçuk, silikon kauçuk, klorosülfonlanmış veya klorlanmış polietilen ("hypalon") ve diğer kauçuk benzeri polimerlerdir.

Tetrafloroetilen gibi floropolimer bazlı polimerler, çok yüksek oksijen indeksleri ve düşük buharlaşma nedeniyle aleve karşı oldukça dirençlidir.Ancak 300°C'nin üzerindeki kablo kılıf sıcaklıklarında, bu tür malzemeler toksik hale gelir, insanlar için tehlikelidir ve ayrıca elektrikli ekipmanı aşındırır.

Emprenyeli kağıt yalıtımlı ve alüminyum kılıflı kablolar, yangına dayanıklı ilk güç kablolarıydı.

TsAABnlG ve AABnlG marka yüksek gerilim kabloları demet halinde yanmayı yaymaz ve kılıf üzerinde 20 dakika açık aleve maruz kalmaya dayanır, yani bu kabloların yangına dayanıklılığı testlerle onaylanmıştır.

Koruyucu kılıfları karmaşık bir yapıya sahiptir: bir çift galvanizli çelik şerit ve tamponun altında bir fiberglas yastık. Ek olarak, yangına dayanıklılık, plastik yalıtımla bile kabloların kalitesini ve yangına dayanıklılığını artırmaya yardımcı olan kabukların, zırhların ve metal ekranların varlığıyla sağlanır.

Kablodan güç tutuşurluk istendiğinde, sektör veya yuvarlak şekilli bakır veya alüminyum iletkenlerden PVC izolasyonlu zırhlı kablo kullanılır. Dolgu ile birlikte bükülmüş çekirdeklerin üzerine, bir boşlukla düzenlenmiş bir polietilen tereftalat veya polipropilen şerit bobini eklenir.

Şeritler uygulandıktan sonra ekstrüzyon ile kendiliğinden sönen polietilen bant izolasyonu yapılır. Daha sonra, boşluklu bir yarı iletken kablo kağıdı şeridi uygulanır, ardından bir zırh oluşturan bir çift 0,3 ila 0,5 mm kalınlığında çelik şerit uygulanır. Üst kayışlar, alttaki kayışların boşluklarını kapatır. Gövde 2,2-2,4 mm kalınlığında yanmaz PVC karışımından imal edilmiştir.

Sonuç olarak, bantlarla birleştirilen kılıf, düz PVC kaplamaya rağmen demetler halinde döşendiğinde AVBVng ve VBVng kabloları için alev geciktirici gereklilikleri tam olarak karşılar.

Ateşe dayanıklı kablolar için bazı kullanışlı çözümler, çekirdek üzerine cam mika şeritler halinde yapıştırılmasıdır. Bu tür yangına dayanıklı bariyerler, bir PVC bileşimi ile birlikte, kablo kılıfının alevin etkisine karşı uzun süreli direncini sağlar; 6 kV'a kadar gerilimler için kablolarda kullanılırlar.

Alev geciktiriciler ve mineral dolgu maddeleri içeren çapraz bağlı polietilen gibi yandığında hidrojen halojenür yaymayan formülasyonlar, kabloların yangından korunması için en iyisidir.

Ek olarak, bazen kabloya ek koruma sağlamak için su bazlı emülsiyon boyalar ve yanıcı olmayan bileşenlere sahip mürekkepler, püskürtme veya fırçalama yoluyla kablo kılıfına uygulanır. Katman yaklaşık 1,5 mm kalınlığında uygulanırken, kablonun akım taşıma kapasitesi sadece %5 oranında azalır.

KNMSpZS, KNMSpN, KNMSS, KNMS2S, vb. mineral yalıtımlı ve çelik kılıflı ısıya dayanıklı kablolar yaygın olarak kullanılmaktadır. Burada teller, alaşımlı veya paslanmaz çelik kılıflar içine alınır. Çekirdekler ve kabuklar arasındaki yalıtım, magnezyum oksit veya periklazdan yapılmıştır.